Как подключить акустические датчики для освещения

Описано устройство и принцип действия акустического датчика включения света, его разновидности, сферы применения, особенности выбора, также представлены различные схемы для сборки своими руками.

Светильники ЖКХ с датчиком (звука) по доступным ценам в интернет-магазине LedPremium

Ищете, где купить светильники жкх с датчиком (звука) по низкой стоимости? В каталоге нашего интернет-магазина Вы найдете широкий выбор высококачественной продукции с гарантией качества, которую можно приобрести оптом и в розницу по лучшим ценам на рынке в Москве. Заказывайте в нашем магазине и становитесь постоянным клиентом, а постоянным клиентам мы обязательно даем скидки на товары.

Что это такое?

Датчики звука пришли на современный рынок в начале 90-х годов и поначалу использовались в составе систем безопасности и сигнализации. Первые образцы отличались низкой чувствительностью и большим процентом ложных срабатываний. Современные модели стали более совершенными и характеризуются высокой точностью фиксации и сверхчувствительностью.

Главным элементом датчика является микрофон, работающий в паре со специальным усилителем. Кроме этого, в конструкцию устройства входят электронные устройства, которые анализируют поступивший с усилителя сигнал, и в случае необходимости отправляют команду на электрическое реле. Распознавание звука происходит на основе сравнения с эталоном, который уже записан в памяти устройства. Самые простые датчики не способны к глубокому анализу и запрограммированы на любой шум, чуть более модернизированные – на хлопок, и самые совершенные образцы программируются на целый спектр команд, из-за чего стоят значительно дороже.

Назначение и сфера использования

Датчики звука предназначены для автоматического включения осветительных приборов при приближении к ним человека. Приборы получили широкое распространение в тамбурах зданий, общественных туалетах, подъездах многоквартирных домов и других местах общественного пользования. Кроме того, датчики часто устанавливают в системы охранной сигнализации. Устройства способны работать со всеми типами осветительных приборов, включая люминисцентные и светодиодные лампы.

Помимо мест общего пользования, датчики устанавливают в помещениях жилых домов, в которых домочадцы бывают редко, например, в кладовые или другие подсобные помещения. Более того, датчик является оптимальным решением для освещения длинных и тёмных коридоров, что особенно актуально в домах с маленькими детьми. Часто бывает так, что ребёнок просто опасается выходить в тёмное пространство, а до выключателя ещё не дорос. Устройства очень востребованы в домах, где есть люди с ограниченными возможностями, которые передвигаются по дому в инвалидных креслах, а также на складах и базах, где не всегда есть возможность включить освещение с помощью рук. Датчики позволяют осуществлять загрузку и выгрузку товара, не выпуская тяжёлых коробок для того, чтобы включить свет.

Датчики часто устанавливают и в проходных коридорах, где они мгновенно включат свет при появлении человека, и незамедлительно выключат его, как только тот покинет коридор. Ещё одной важной сферой использования датчиков звука являются медицинские учреждения, где отсутствие выключателя продиктовано требованиями гигиены. Используют устройства и в помещениях, в которых установка стандартного выключателя по техническим причинам невозможна. В более широких масштабах датчики используются в речных и морских портах, где после срабатывания тревожной сирены они мгновенно включают дополнительные прожекторы, освещающие акваторию.

В таких случаях автоматика часто приходит на помощь неуспевающим отреагировать людям и нередко предотвращает серьёзные инциденты.

Сфера применения

Акустический датчик для работы светильника применяется в следующих областях:

  • В подсобных помещениях с редким появлением человека — кладовых, чердаках, подвалах, гаражах.
  • В общественных местах — подземных переходах, подъездах, переулках.
  • На промышленных и складских объектах.
  • В больницах, поликлиниках и других медицинских учреждениях, когда использование выключателя противоречит требованиям санэпидемнадзора.
  • В домах, квартирах, офисах в качестве системы умного дома.
  • На охраняемых объектах и территориях — для отпугивания злоумышленников.
  • На придомовом участке, даче, огороде.
  • При необходимости объявления тревоги — на военных объектах, портах, базах.

При монтаже звуковых сенсоров в домашней обстановке достигается сразу несколько целей — повышение бытового комфорта, экономия электроэнергии и увеличение срока годности осветительных приборов.

хлопок

Преимущества и недостатки

Как и любой другой электронный прибор, датчики звука имеют свои сильные и слабые стороны. К достоинствам приборов относят:

  • невысокую стоимость, делающую устройства доступными для всех категорий населения;
  • большой радиус действия, позволяющий издалека «слышать» звук приближающегося человека и вовремя включать освещение;
  • значительное снижение затрат на электроэнергию и покупку лампы.

Кроме того, выключение света происходит не сразу, а спустя 20-30 секунд после ухода человека. Это позволяет ему не оказаться сразу в кромешной темноте, а спокойно уйти в другое помещение.

Недостатков у датчиков звука не так уж и много. К ним относят невозможность размещения в слишком шумных местах и вероятность ложных срабатываний более дешёвых моделей.

Технические характеристики

Для примера разберем характеристики стандартного прибора по включению и выключению света по хлопку.

Данные устройства:

  1. Электропитание подается от стандартной сети с напряжением 220 Вольт.
  2. Максимальная общая мощность потребителей не превышает 300 Ватт.
  3. Разброс регулирования звука в рамках 30 – 150 децибел.
  4. Допустимый температурный режим: от 20 градусов ниже нуля до 40 градусов выше нуля.
  5. Класс защиты корпуса — IP30.

Компактный хлопковый выключатель

В сети применяются разнообразные светильники:

  1. Лампы накаливания и галогенные источники света.
  2. Энергосберегающие или люминесцентные лампочки.
  3. Светодиодные устройства.

Указанные характеристики соответствуют требованиям закона Российской Федерации под номером 261. Этот акт регулирует правила рационального использования электрической энергии.

По размеру оборудование схоже со спичечным коробком, то есть компактное. Это дает возможность установить его неподалеку от светильников. Фиксация прибора осуществляется на винты-саморезы или двусторонним скотчем.

Принцип действия

Звуковые датчики для включения света относятся к группе акустических устройств. Основой принципа их работы является обнаружение и распознавание акустических волн. Волна проникает внутрь прибора и создаёт в нём отклонение от стандартного параметра тишины. В качестве контрольных точек выступают скорость звуковой волны и её амплитуда. Скорость, в свою очередь, регистрируется благодаря определению частоты и фазности.

Далее, после обработки звуковой волны и её сравнения с эталоном, прибор посылает команду реле, которое замыкает электрическую цепь, запускает таймер и включает освещение, например, на 50 секунд. В течение этого времени датчик не обращает внимания на звуковой фон помещения, а по завершении периода начинает вновь регистрировать наличие и скорость акустических волн.

Если фон не изменился и в помещении наблюдается шум, то свет продолжит гореть ещё 50 секунд.

Если же звуки стихли, и прибор перестал регистрировать акустическую волну, то реле разомкнётся и освещение будет автоматически отключено. После выключения датчик вновь готов к приёму и обработке акустической волны, и незамедлительно включит свет при её обнаружении. В качестве шумовой нагрузки может выступать открытие двери, человеческие шаги, голоса разной громкости, покашливание или хлопок в ладоши.

Из-за высокой чувствительности встроенного микрофона и риска ложных срабатываний, звуковые датчики нуждаются в грамотной настройке. Для этих целей на корпусе имеются регуляторы, выполненные в виде колесиков либо кнопок. Один из них регулирует границы предельного шума, при которых прибор срабатывает. Оптимальным вариантом является настройка на срабатывание при уровне звука 50 дБ, что эквивалентно звуку от хлопка в ладоши взрослого человека. При помощи второго регулятора выставляют время, через которое прибор должен будет включиться после принятия им звуковой волны.

Где купить

Приобрести датчики звука можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Ещё одна электрическая схема

В интернете представлено много вариантов разной сложности в зависимости от конфигурации, но не все они работоспособны. Проявляются дефекты при изготовлении. Представленная электрическая схема проверена на практике.

Хлопковый выключатель: принцип работы, схема подключение и монтаж

Здесь VD1 предназначен для защиты транзистора VT3. Для использования реле необходима установка диода. Если будет решено установить лёгкую нагрузку, то советуем заменить диод на перемычку.

Устройство и конструкция

Самая простая схема состоит всего из нескольких деталей – стандартно, это комплект из двух акустических реле и триггера, собранный в единое целое на одном транзисторе. Авторы самодельных датчиков утверждают, что проще этой схемы не существует в природе. Вариантами могут выступать собранные на печатной плате, с блоком питания. Иногда используется макетная плата, а вольтаж батарейки варьируется от 9 до 12 единиц. Включаться выключаться оно будет триггером от хлопка в ладоши.

Технические параметры устройств, изготовленных в промышленных условиях, могут отличаться по мощности нагрузки, силе звука и даже использованию альтернативного напряжения сети. Белорусский Экосвет Х-300-Л работает от звука в диапазоне от 30 до 300 децибел, включая стандартный набор деталей и прочную коробку. Это – самый демократичный прибор по стоимости, после сделанного самостоятельно, да и то только потому, что у радиолюбителя дома могут найтись пригодные детали, которые не придется специально покупать.

Хлопковый выключатель «Экосвет‑Х‑300»

Совет: Перед тем, как начинать установку самодельного или покупного датчика, его нужно проверить на соответствие заданным параметрам.Применение хлопкового выключателя можно считать удовлетворяющим требованиям, если оно не реагирует ни на какие звуки, кроме хлопка в ладоши. если же сделать это не удается даже после тщательной настройки, значит, составляющие компоненты звукового выключателя подобраны или соединены неверно.

Критерии выбора

Специалистами было разработано несколько правил и рекомендаций, прислушиваясь к которым можно подобрать подходящий датчик звука для включения осветительных приборов в конкретных случаях:

  • Если монтаж оборудования будет проходить на улице, устройство должно быть оснащено степенью защиты IP не менее 55, а предпочтительнее 65. Если датчик будет находиться под навесом и влага на него попадать не будет, можно ограничиться классом защиты 44. Если устройство предназначено для помещений, где отсутствует повышенная влажность и запыленность, степень защиты может быть еще меньше.
  • Учет мощности осветительных приборов. При установке датчика звука важно также правильно подобрать мощность ламп. Сделать это нетрудно, достаточно узнать мощность основного осветительного прибора в комнате и подобрать датчик, мощность у которого с небольшим запасом.
  • Радиус действия тоже имеет большое значение, поскольку этот фактор позволяет учесть максимальный интервал, на который он будет реагировать. Как правило, этот показатель колеблется в пределах 6-50 метров. Для небольших помещений нужно выбирать датчики с минимальными показателями.
  • Оснащение фотореле. Большинство современных моделей ими дополнительно оснащаются, поскольку этот узел позволяет еще больше сократить расходы на электроэнергию.

Еще при покупке стоит обратить внимание на производителя, поскольку часто именно от этого показателя зависит срок службы устройства и корректность работы.

Разновидности

Современный рынок предлагает три вида звуковых датчиков, включающих освещение. Это стандартные звуковые и оптико-акустические модели, а также приборы, реагирующие ещё и на движение.

  1. Если классические звуковые модели способны реагировать только на звуковую волну, то оптико-акустические приборы работают несколько по иной схеме. Помимо приёма и обработки звукового сигнала, они способны самостоятельно оценивать уровень освещённости помещения и не позволят включить лампу в светлое время суток, несмотря на присутствие шума. В конструкцию таких моделей входит чувствительный фотоэлемент, реагирующий на количество света в помещении.
  2. Звуковые датчики с функцией движения способны включать свет как при прохождении звуковой волны, так и при появлении человека или животного. Однако такие модели не очень удобны в том плане, что часто реагируют на грызунов и домашних питомцев, повышая тем самым процент ложных срабатываний.
  3. Стандартные звуковые модели подразделяются на два типа: приборы, срабатывающие от любого шума и командные образцы.

Датчики, реагирующие на общий шум, представляют более многочисленную группу устройств и выпускаются в широком ассортименте.

Такие модели устанавливают исключительно в общественные пространства, а в жилых помещениях не используют. Исключение составляют приборы, оснащённые реле задержки отключения, которые иногда используются в ванных комнатах и туалетах.

Образцы дополнены функцией задержки времени отключения и самостоятельно отключаются только через 50-60 секунд после стихания последнего шума. Некоторые модели данного вида оснащены дополнительной опцией задержки включения, которая не позволит прибору зажечь свет от короткого акустического удара, например, раската грома или сигнала авто. Устройство включит свет только в том случае, если шум будет продолжаться в течение сколько-нибудь продолжительного времени. Параметры времени в большинстве случаев можно запрограммировать самому. Достоинствами вида является простота устройства и низкая цена. К недостаткам относят невозможность установки в подъезды, выходящие окнами на шумную магистраль, и использование в жилых помещениях.

Звуковое реле, реагирующее на конкретные команды, например, на хлопок в ладоши, позволяет использовать его в жилых пространствах и офисных коридорах. По своей сути данное устройство является тем же шумовым датчиком, но с более высоким порогом срабатывания, улавливающим одну или две команды. Принцип его действия немного отличается от принципа работы шумового прибора и состоит в следующем: при одном хлопке в ладоши устройство замыкает цепь, свет включается и продолжает гореть до тех пор, пока не прозвучит команда на отключение света. Обычно в качестве команды выключения используют двойной хлопок.

Более сложные модели способны различать голосовые команды, состоящие из кодовых слов. Однако такие образцы больше являются творением домашних умельцев и на рынке присутствуют в ограниченном количестве. Достоинствами моделей этого вида является возможность их установки в места с умеренным шумом, на который датчик не реагирует. К недостаткам относят неудобство использования моделей, работающих по хлопку, при занятных руках.

В целом установка звуковых датчиков быстро оправдывает затраты на их приобретение, существенно экономит электричество и исключает вероятность порчи выключателей злоумышленниками в общественных местах.

О том, как выбрать датчик звука для включения света, смотрите в следующем видео.

Как сделать своими руками

Далеко не у всех есть возможность купить заводской звуковой детектор включения света. Однако при желании, наличии опыта в сборке радиотехнических схем и доступе к расходным материалам, его можно вполне быстро изготовить своими руками. Рассмотрим самые доступные варианты.

На акустическом реле и триггере

Наиболее простая схема на одном транзисторе. Она включает два акустических реле и триггер.

схема на одном транзисторе

Акустический компонент

В качестве транзистора подойдет доступный МП 39 на германии. Его легко найти в старой технике. Далее потребуется аудиоприемник. Это может быть, к примеру, микрофон старого дискового телефона.

Преимущество такого старинного угольного приемника звука в том, что он обладает высоким порогом чувствительности, но при этом имеет минимальную пропускную частоту. Это значит, что посторонние звуковые колебания попросту не будут улавливаться собираемым прибором.

Для питания схемы также понадобится трансформатор постоянного тока на 9–12 вольт. Собирать и крепить все компоненты лучше на макетной или печатной плате. В собранном виде она будет функционировать следующим образом:

  1. При появлении звука сопротивление в радиомикрофоне понижается.
  2. Начинает действовать конденсатор C1.
  3. Из него ток поступает на транзистор.
  4. Далее происходит усиление сигнала.
  5. После этого компонент C2 с помощью транзисторного коллектора удваивает напряжение.
  6. На базу транзистора посредством R3 поступает двойное напряжение.
  7. Открытый транзистор функционирует в качестве усилителя.
  8. В завершении ток поступает на P1 для соединения контактов для светильника KP1.

Если звука нет, подача переменного тока исчезает и транзистор пребывает в полуоткрытой форме.

Акустический компонент

Триггер

Триггер выполняет функцию выключателя по следующему алгоритму:

  • Заходя в помещение, пользователь издает звук — лампочка зажигается.
  • Выходя оттуда, он опять издает звук — лампочка отключается.

При подборе компонентов схемы, выбирать лучше версии, способные выдерживать 220 В. Это правило касается диодов и конденсатора C1.

Функционирование схемы происходит по следующему алгоритму:

  1. Возникает звук — замыкается контакт KP1.
  2. Происходит зарядка конденсатора C1.
  3. Проходящий через него электрический ток переводит положение якоря в противоположное положение.
  4. Зажигается Л1.
  5. Осуществляется блокировка реле под действием диода D1.
  6. Одновременно с этим D2 готов к работе.
  7. При повторном появлении звука срабатывает второй диод D2.
  8. Благодаря ему якорь помещается в нулевое положение и свет тухнет (Л1).

Триггер

Если требуется работа лишь одной лампочки, вместо Л2 в схеме нужно установить резистор и конденсатор.

Три транзистора

Для более опытных пользователей доступно изготовление самодельного датчика по несколько усложненной схеме. Ее особенность в том, что она сама по первому звуковому сигналу как включает, так и выключает освещение — по второму.

Три транзистора

В цепи применяются транзисторы типа КТ818 и КТ315. Достать их можно в любом магазине радиодеталей. Дальность действия устройства на них достигает 2-х метров — при условии питания 9-вольтовым напряжением. Однако при его повышении или понижении чувствительность повышается или снижается, соответственно.

Три транзистора 2

В качестве аудиоприемника используется электродинамический микрофон. При этом реле и конденсатор должны быть рассчитаны на 220 вольт. Сборка осуществляется также, как и в выше описанной версии, на плате — печатного или макетного типа. Для подачи питания применяется блок питания на 9–15 вольт.

Сборка

С микросхемами

Это наиболее сложный, хотя и интересный для опытных радиолюбителей вариант схемы датчика. Основан он на микросхеме. Два существенных отличия от выше рассмотренных версий — это отсутствие внешнего блока питания и установка тиристора вместо электромагнитного реле.

Преимущество

В отличие от реле тиристор не имеет ограничений по числу срабатываний. Кроме того, он имеет существенно меньшие размеры. Значит, прибор получится более компактным, легким и универсальным. Дальность действия устройства сильнее — до 6 метров. При этом оптимальная мощность ламп — 60–70 ватт. К тому же оборудование предохраняется от фоновых помех.

Как повысить мощность

Как видно, детектор рассчитан на светильники средней силы. Если для домашних нужд этого вполне достаточно, на производстве, в мастерской и общественном месте этого будет мало. Поэтому при использовании светоисточников повышенной мощности диоды с VD2 по VD5, а также сам тиристор VS1 требуется установить на радиаторы. Это снизит их нагрев и позволит обслуживать более мощные светильники.

радиаторы

При этом радиаторы должны иметь электроизоляцию! Помимо этого, места контактирования их с другими компонентами схемы должны быть защищены. Это обеспечит наилучшую электропроводность и качество работы прибора.

Работа схемы

В изначальных версиях схемы реле срабатывало на голос человека или иной звуковой сигнал, например, хлопки. Однако удобнее, когда прибор реагирует на заданный уровень звука. Чтобы обеспечить ему такую функцию, потребуется несколько изменить схему реле:

  • К транзистору VT3 подсоединяется выход от 1-го триггера, а выход делается так, чтобы другая половина схемы не работала (13 вывод подключается сразу к R7).
  • Далее вибратор генерирует полусекундный импульс. Именно на такой отрезок времени зажигается свет.
  • Теперь чтобы решить проблему стабильности подсветки, необходимо начать плавно изменять емкость конденсатора С4 или сопротивление резистора R6. Для увеличения времени задержки необходимо повышать показатели, для понижения — уменьшать.
  • Процедура выполняется до тех пор, пока полученный результат не станет удовлетворительным в данных условиях.

Чтобы облегчить труд по настройке, можно воспользоваться известной закономерностью для расчета: T=C×R. Где Т — время задержки в сек., С — емкость конденсатора в Ф, R — сопротивление в Ом, × — знак умножения. Например, чтобы подсчитать требуемое сопротивление резистора для заданного времени задержки, необходимо выполнить следующие расчеты по формуле R=T/C.

Допустим Т = 90 сек., а емкость конденсатора 200 мкФ (или 200×10−6), тогда, согласно формуле, — 90/200×10−6 =450000 Ом или 450 кОм.

конденсатор

Испытания хлопкового выключателя

Перед его подключением вам необходимо настроить устройство на наличие посторонних звуков. После этого вам необходимо настроить устройство на срабатывание от посторонних звуков:

  • От молотка.
  • Звонка телефона.
  • Работы перфоратора.
  • Стука посуды.

После этого необходимо спровоцировать ложные срабатывания устройства. После проведения всех экспериментов вам необходимо сделать выводы. Если ваше устройство не будет срабатывать на посторонние звуки, тогда оно работает отлично.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...